JPH0569361A - Device for exchanging robot tool and preventing overload - Google Patents

Device for exchanging robot tool and preventing overload

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Publication number
JPH0569361A
JPH0569361A JP3035999A JP3599991A JPH0569361A JP H0569361 A JPH0569361 A JP H0569361A JP 3035999 A JP3035999 A JP 3035999A JP 3599991 A JP3599991 A JP 3599991A JP H0569361 A JPH0569361 A JP H0569361A
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JP
Japan
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plate
robot
plates
overload
tool
Prior art date
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Pending
Application number
JP3035999A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
David N Cotsman
デビツド・ニコラス・コツツマン
John Kovach
ジヨン・コバツク
Dante C Zuccaro
ダンテ・カタルド・ズツカーロ
Frank J Kudwa
フランク・ジヨセフ・クドウワ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Motors Liquidation Co
Original Assignee
Motors Liquidation Co
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH0569361A publication Critical patent/JPH0569361A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/04Gripping heads and other end effectors with provision for the remote detachment or exchange of the head or parts thereof
    • B25J15/0491Gripping heads and other end effectors with provision for the remote detachment or exchange of the head or parts thereof comprising end-effector racks
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/06Safety devices
    • B25J19/063Safety devices working only upon contact with an outside object
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S403/00Joints and connections
    • Y10S403/01Magnetic

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  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)

Abstract

PURPOSE: To provide a robot device having a tool exchanging function and a release function based on overload. CONSTITUTION: A robot tool exchanging and overload prevention device has separable plates 32, 34 connected respectively to a robot arm and to one end of a tool. A magnet 38 is connected to one of the plates and a steel insert is connected to the other of the plates to generate a magnetic attraction force between the magnet and the insert. A pair of conical bearing surfaces 44, 46 are formed at an angle and a depth such that they interconnect the plates during the period of normal operation and produce pivotal release movement between the plates when an overload force is applied to the plates. A flange 20 provided on one of the plates is removably stored within a tool placing table. Means 58-70 are provided for supplying a pneumatic release force between the plates to allow separation between the plates 32, 34 along a Z axis without imposing an overload force on the robot arm.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ロボットアームへのオ
ーバーロードを防止するためにロボットアームからアー
ムツーリング(装置)の一端を解放するためのオーバー
ロード防止装置に関し、特に、工具(ツーリング)貯蔵
部内に着脱可能に収納されるようになったロボット工具
交換板を有するオーバーロード防止装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an overload preventing device for releasing one end of an arm tooling (device) from a robot arm in order to prevent overloading to a robot arm, and more particularly to a tool (tooling) storage. The present invention relates to an overload prevention device having a robot tool exchange plate that is detachably accommodated in a unit.

【0002】[0002]

【従来の技術】ロボット工具交換器は既知で、ロボット
アームに接続されるようになった第1板と、ロボットの
ためのアームツール(工具)の一端に接続されるように
なった第2板とを有する。このような構成においては、
結合装置を第1板と第2板との間に設けて、これらの板
を整合させると共にこれらの板を一緒に結合し、ロボッ
トの作動期間中に第1板と第2板との間に強力なジョイ
ントを提供するようにアームツールをロボットアームに
固定する。このような工具交換器の一例は米国特許第
4,793,053号明細書に開示されている。
Robotic tool changers are known, a first plate adapted to be connected to a robot arm and a second plate adapted to be connected to one end of an arm tool (tool) for a robot. Have and. In such a configuration,
A coupling device is provided between the first plate and the second plate to align the plates and bond the plates together so that the robot may be connected between the first plate and the second plate during operation of the robot. Secure the arm tool to the robot arm to provide a strong joint. An example of such a tool changer is disclosed in U.S. Pat. No. 4,793,053.

【0003】この米国特許においては、一対のディープ
ドラフト(deep draft)さい頭円錐状の環状表面を第1板
と第2板との間に設け、これらの板の間に強力な非回転
ジョイントを提供する。さい頭円錐状表面は、結合され
た板のZ軸即ち長手軸に沿う以外の第1板と第2板との
分離を阻止するような深さ及び支持表面を有する。
In this US patent, a pair of deep draft frustoconical annular surfaces are provided between a first plate and a second plate to provide a strong non-rotating joint between the plates. .. The frusto-conical surface has a depth and support surface that prevents separation of the first and second plates other than along the Z or longitudinal axis of the joined plates.

【0004】他の装置をロボットアームとアームツーリ
ング装置との間に設けて、ロボット作動期間中にオーバ
ーロード力がロボットアームに加わるのを阻止する。こ
のような装置は米国特許第14,860,864号明細
書に開示されている。
Another device is provided between the robot arm and the arm tooling device to prevent overload forces from being applied to the robot arm during robot operation. Such a device is disclosed in U.S. Pat. No. 14,860,864.

【0005】この米国特許においては、装置に第1板と
第2板との間に磁石及び鋼板を接続し、これらの板間に
磁気吸引力を維持してロボットアームとアームツーリン
グ装置の一端との間のジョイントを完成する。一方の板
にカム表面を設け、他方の板にテーパ状の凹所形状を設
けて、アームツーリング装置の端部に作用したロード即
ち負荷がロボットアーム上のオーバーロード状態を越え
た場合に一方の板が3次元座標軸の少なくとも1つに沿
ってねじり運動したときに、他方の板上の鋼板(インサ
ート)から磁石を分離させるようになっている。
In this US patent, a magnet and a steel plate are connected to the device between a first plate and a second plate, and a magnetic attraction force is maintained between these plates to connect the robot arm and one end of the arm tooling device. Complete the joint between. One plate is provided with a cam surface, and the other plate is provided with a tapered recess shape so that one of the plates is loaded when the load acting on the end of the arm tooling device exceeds the overload condition on the robot arm. When the plate is twisted along at least one of the three-dimensional coordinate axes, the magnet is separated from the steel plate (insert) on the other plate.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記米国特許第4,7
93,053号明細書のロボット工具交換器及び上記米
国特許第4,860,864号明細書の分離可能な連結
機構は、それら独自の使用目的にとっては適している
が、これらの工具交換器及び分離可能な連結機構は他の
機能を行うことができない。
The above-mentioned US Pat. No. 4,7
The robot tool changer of 93,053 and the separable coupling mechanism of U.S. Pat. No. 4,860,864 are suitable for their own intended use, but these tool changers and The separable linkage cannot perform any other function.

【0007】本発明の目的は、ロボットとアームツーリ
ング装置との間に位置し、一対の分離可能な板を有し、
工具交換機能とオーバーロード解除機能とを併せもつ単
一の装置を提供することである。
An object of the present invention is to have a pair of separable plates located between the robot and the arm tooling device,
It is to provide a single device having both a tool changing function and an overload releasing function.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段並びに作用効果】上述の目
的を達成するため、本発明のロボット工具交換及びオー
バーロード装置の特徴とするところは、第1板及び第2
板に設けられ、第1板と第2板との間の磁力に打ち勝つ
大きさのモーメントが第1板と第2板との間に加えられ
たときに第1板と第2板との相対枢動分離を生じさせる
ための枢動点を画定し、かつ、相対枢動分離を許容する
ような、深さ及び、第1板及び第2板を通る長手軸に対
して鋭角をなす傾斜角度を有する相互に係合する傾斜表
面と;第1板及び第2板への任意のオーバーロードモー
メントの付与とは独立に第1板と第2板との間の分離を
生じさせるように第1板と第2板との間に解除力を与え
長手軸の方向への第2板に関する第1板の運動を生じさ
せるための解除手段と;を有することである。
In order to achieve the above-mentioned objects, the features of the robot tool exchanging and overloading device of the present invention are the first plate and the second plate.
Relative between the first plate and the second plate when a moment provided on the plate and strong enough to overcome the magnetic force between the first plate and the second plate is applied between the first plate and the second plate. Depth and tilt angle at an acute angle to the longitudinal axis through the first and second plates to define a pivot point for producing the pivotal separation and to allow relative pivotal separation Interengaging slanted surfaces having; first for producing a separation between the first and second plates independent of application of any overload moment to the first and second plates; Release means for applying a release force between the plate and the second plate to cause movement of the first plate with respect to the second plate in the direction of the longitudinal axis.

【0009】アームツーリング装置が工具貯蔵部内に保
持されるときにZ軸内での第2板からの第1板の分離運
動を許容するために、第1板及び第2板へのオーバーロ
ードモーメントの付与とは独立に第1板と第2板との分
離を生じさせるように作動する空気式の解除手段を設け
てもよい。
Overload moments on the first and second plates to allow separation movement of the first plate from the second plate within the Z-axis when the arm tooling device is retained in the tool store. Pneumatic release means may be provided which are operative to cause separation of the first and second plates independent of application of the.

【0010】上記傾斜面はさい頭円錐状表面とするのが
好ましい。解除手段は、アームツーリング装置が工具貯
蔵部に支持されているときに、ロボットアームに過剰な
負荷を与えることなくZ軸内で第1板及び第2板を解除
できる。
The inclined surface is preferably a frusto-conical surface. The releasing means is capable of releasing the first plate and the second plate in the Z axis without applying an excessive load to the robot arm when the arm tooling device is supported by the tool storage unit.

【0011】[0011]

【実施例】図1、2に略示したロボット10は、本発明
に係るロボット工具交換及びオーバーロード装置15の
一端に接続した端板14を具備したロボットアーム12
を有する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A robot 10 shown schematically in FIGS. 1 and 2 comprises a robot arm 12 having an end plate 14 connected to one end of a robot tool changing and overloading device 15 according to the present invention.
Have.

【0012】ロボット工具交換及びオーバーロード防止
装置15の他端は、外観のみを略示したアームツーリン
グ装置(EOAT)18の端部に設けた板16に接続さ
れている。本発明のある原理によれば、ロボット工具交
換及びオーバーロード防止装置15は、工具貯蔵部24
の支持凹所22内にこの装置15を着脱可能に支持する
ための装着フランジ20を有する。工具貯蔵部24は、
単一の支持凹所を有するものとして示したが、実際には
複数個の支持凹所を有することを諒解されたい。各支持
凹所22は、装着フランジ20の高さと実質上同じ深さ
を有しロボット工具交換及びオーバーロード防止装置1
5のZ軸に沿っての装着フランジ20の運動を阻止する
ように装着フランジを捕捉するための支持トラックを形
成する一対の離間したレール26、28により形成され
ている。装着フランジ20は、選択したアームツーリン
グ装置を工具貯蔵部24から取出すために、側部開口3
0を通して工具貯蔵部24の横断方向へ移動できる。ロ
ボット10により加工片に施すべき処理手順(シーケン
ス)に応じて特定のアームツーリング装置を選択する。
本発明のある原理によれば、ロボット工具交換及びオ
ーバーロード防止装置15は上方板32と下方板34と
を有する。図3、4に示すように、上方板32は支持板
36を取り付ける円形開口35を有する。支持板36は
板32、34間に嵌合したドエルピン37により空気供
給源及び電気接続部(後述)に関して方位決めされてい
る。上方板32はまた、端部フランジ38aにおいて矩
形の永久磁石38を担持している。永久磁石38は適当
な止め具手段により上方板の内表面に接続されている。
永久磁石38は米国のゼネラルモーター社で製造されて
いる型式のマグネクエンチ(MAGNEQUENCH) 磁気セル(商
品名)でよい。このような永久磁石の一層詳細な説明に
ついては、米国特許第4,496,395号明細書を参
照されたい。
The other end of the robot tool exchanging and overload preventing device 15 is connected to a plate 16 provided at an end of an arm tooling device (EOAT) 18 whose external view is schematically shown. According to one principle of the invention, the robot tool change and overload protection device 15 includes a tool storage 24.
A mounting flange 20 for detachably supporting the device 15 is provided in the supporting recess 22 of the. The tool storage unit 24 is
Although shown as having a single support recess, it should be appreciated that it actually has multiple support recesses. Each support recess 22 has substantially the same depth as the height of the mounting flange 20, and the robot tool change and overload prevention device 1
5 is formed by a pair of spaced rails 26, 28 that form a support track for capturing the mounting flange 20 to prevent movement of the mounting flange 20 along the Z-axis. The mounting flange 20 includes a side opening 3 for removing the selected arm tooling device from the tool storage 24.
It is possible to move in the transverse direction of the tool storage section 24 through 0. A specific arm tooling device is selected according to a processing procedure (sequence) to be performed on the workpiece by the robot 10.
According to one principle of the invention, the robot tool change and overload protection device 15 has an upper plate 32 and a lower plate 34. As shown in FIGS. 3 and 4, the upper plate 32 has a circular opening 35 in which a support plate 36 is attached. The support plate 36 is oriented with respect to the air supply and electrical connections (discussed below) by a dowel pin 37 fitted between the plates 32 and 34. The upper plate 32 also carries a rectangular permanent magnet 38 at the end flange 38a. Permanent magnet 38 is connected to the inner surface of the upper plate by suitable stop means.
The permanent magnet 38 may be a type of MAGNEQUENCH magnetic cell (trade name) manufactured by General Motor Company of the United States. For a more detailed description of such permanent magnets, see US Pat. No. 4,496,395.

【0013】永久磁石38は、作動上、鋼製インサート
(挿入体)42に関連し、このインサートは下板34の
内ネジ付きインサート45に螺合したネジ43により下
板34の内表面34aに接続している。
The permanent magnet 38 is operatively associated with a steel insert 42 which is threaded onto an inner threaded insert 45 of the lower plate 34 to attach to the inner surface 34a of the lower plate 34. Connected.

【0014】永久磁石38を鋼製インサート42に対し
て所定の間隔で位置決めしたとき、上方板32と下方板
34とを結合すべき磁気吸引力がこれらの板32、34
間に発生する。詳細には、上方板32は下方板34の対
応するさい頭円錐状表面46を収納する凹所を画定する
さい頭円錐状表面44を有する。上方板32と下方板3
4とが互いに磁気的に結合されたときには、さい頭円錐
状表面44、46は、図5に示すように、互いに重なっ
た関係にて位置する。さい頭円錐状表面44、46はロ
ボットアーム12及びアームツーリング装置18上の通
常の負荷を支持するための支持表面を画定する。
When the permanent magnet 38 is positioned with respect to the steel insert 42 at a predetermined distance, the magnetic attraction force for connecting the upper plate 32 and the lower plate 34 is applied to these plates 32, 34.
It occurs in the meantime. In particular, the upper plate 32 has a frustoconical surface 44 that defines a recess that accommodates a corresponding frustoconical surface 46 of the lower plate 34. Upper plate 32 and lower plate 3
When 4 and 4 are magnetically coupled to each other, frustoconical surfaces 44, 46 lie in overlapping relationship with each other, as shown in FIG. The frusto-conical surfaces 44, 46 define support surfaces for supporting normal loads on the robot arm 12 and arm tooling device 18.

【0015】本発明のある原理に従えば、さい頭円錐状
表面44、46は、図5に示すように、上方板32と下
方板34との間にオーバーロード力が作用したときに、
下板34の一側がこの板34の他側に関して下方へ傾斜
可能とするが如き深さDを有する。さい頭円錐状表面4
4、46は、図6に示すように、ロボット工具交換及び
オーバーロード防止装置15のZ軸50の方向に対して
鋭角をなす傾斜角48を有する。さい頭円錐状表面4
4、46の傾斜角48及び深さDは共働して、X方向又
はY方向に沿ってZ軸の方向においてロボット工具交換
及びオーバーロード防止装置15上に作用する力による
オーバーロード解除モーメント52が働いたときに、こ
れらの板の完全な分離を保証する。
According to one principle of the present invention, the frustoconical surfaces 44, 46, as shown in FIG. 5, when an overload force is exerted between the upper plate 32 and the lower plate 34,
One side of the bottom plate 34 has a depth D such that it is tiltable downwards with respect to the other side of the plate 34. Frustoconical surface 4
As shown in FIG. 6, the reference numerals 4, 46 have an inclination angle 48 forming an acute angle with respect to the direction of the Z axis 50 of the robot tool changing and overload preventing device 15. Frustoconical surface 4
The inclination angle 48 and the depth D of 4, 46 cooperate to generate an overload releasing moment 52 due to a force acting on the robot tool change and overload prevention device 15 in the Z axis direction along the X direction or the Y direction. Guarantees complete separation of these plates when they work.

【0016】図示のように、このようなオーバーロード
解除モーメント52は、図5の結合した通常の作動位置
と、図6の傾斜した分離位置との間での枢動運動を生じ
させる。傾斜した分離位置へ移行させるためには、オー
バーロード解除モメント52は、永久磁石38と鋼製イ
ンサート42との間の磁気吸引力を越える相対分離力
を、上方板32と下方板34との間に発生させなければ
ならない。この相対分離力が発生すると、ロボット工具
交換及びオーバーロード防止装置15の円周の任意の地
点で、下方板34が図6に示すような分離をし、この地
点では、上下板32、34間の吸引力は実質上排除さ
れ、オーバーロード力はロボットアーム12へ伝達せ
ず、ロボット10は損傷を受けない。上下板32、34
は完全に分離できる。代わりに、アームツーリング装置
18が分離後のロボットアーム12にゆるく連結された
状態に維持されるように、上下板をつないでおくことも
できる。
As shown, such an overload release moment 52 causes a pivotal movement between the combined normal operating position of FIG. 5 and the inclined disengaged position of FIG. In order to move to the inclined separating position, the overload releasing moment 52 causes the relative separating force exceeding the magnetic attractive force between the permanent magnet 38 and the steel insert 42 between the upper plate 32 and the lower plate 34. Must be generated. When this relative separating force is generated, the lower plate 34 separates as shown in FIG. 6 at an arbitrary point on the circumference of the robot tool exchange and overload prevention device 15, and at this point, the upper and lower plates 32, 34 are separated from each other. Is substantially eliminated, the overload force is not transmitted to the robot arm 12, and the robot 10 is not damaged. Upper and lower plates 32, 34
Can be completely separated. Alternatively, the upper and lower plates can be tethered so that the arm tooling device 18 remains loosely connected to the separated robot arm 12.

【0017】図示の構成においては、さい頭円錐状表面
44、46はそれぞれの上方板32及び下方板34の円
周全体に形成されている。円周全体に形成した構成にす
ると、任意の方向で上方板32と下方板34との間の自
在の解除を許容し、ロボット10の作動期間中にロボッ
トアーム12がアームツーリング装置18に作用させた
くないようなロボットの任意の方位でのオーバーロード
を防止する。
In the illustrated arrangement, frustoconical surfaces 44, 46 are formed around the entire circumference of respective upper and lower plates 32, 34. With the structure formed on the entire circumference, the upper plate 32 and the lower plate 34 are freely released in any direction, and the robot arm 12 acts on the arm tooling device 18 during the operation period of the robot 10. Prevent overloading of robots that you don't want in any direction.

【0018】本発明の別の原理によれば、上方板32上
の支持板36はZ軸50に垂直に配置された表面54を
有する。下板34は、Z軸に垂直で、上下板32、34
を連結したときに表面54に隣接対向する表面56を有
する。
According to another principle of the invention, the support plate 36 on the upper plate 32 has a surface 54 arranged perpendicular to the Z axis 50. The lower plate 34 is perpendicular to the Z axis, and the upper and lower plates 32, 34 are
Has a surface 56 adjacent and opposite the surface 54 when joined.

【0019】図5に示すように上方板32と下方板34
とが相互係止したときに、対向する表面54、56は互
いにシール係合した状態で位置決めされる。表面56は
表面54の環状セグメント60により覆われる環状チャ
ンネル58を有する。環状チャンネル58へは、上方板
32のネジ付き入口62を通り次いで支持板36の軸方
向通路64を通して高圧空気が導入される。
As shown in FIG. 5, an upper plate 32 and a lower plate 34
When and are interlocked, the opposing surfaces 54, 56 are positioned in sealing engagement with each other. Surface 56 has an annular channel 58 covered by an annular segment 60 of surface 54. High pressure air is introduced into the annular channel 58 through the threaded inlet 62 of the upper plate 32 and then through the axial passage 64 of the support plate 36.

【0020】ネジ付き入口62は空気供給管66に接続
され、この空気供給管はロボット10の圧力源70から
空気を導入するためのもので、この管を選択的に開閉す
る制御弁68を有する。圧力源70はまたアームツーリ
ング装置18へ空気圧を供給する。アームツーリング装
置へのこのような空気圧供給は、上方板32のネジ付き
開口72を通し次いでドリル孔74、76、78、80
を通して行われる。ドリル孔78は支持板36の上下端
でO−リング82、84によりシールされている。ドリ
ル孔80は加圧空気をアームツーリング装置18へ供給
する空気ポート86、86′(図5にはポート86のみ
を示す)に接続する。空気ポート86′(図2)への空
気供給経路は上述のものと同様である。図2に示す同様
の素子には同じ参照番号を付し、その後にダッシ(′)
を添えて示す。
The threaded inlet 62 is connected to an air supply pipe 66 for introducing air from a pressure source 70 of the robot 10 and having a control valve 68 for selectively opening and closing this pipe. .. The pressure source 70 also supplies air pressure to the arm tooling device 18. Such pneumatic supply to the arm tooling is provided through the threaded openings 72 in the upper plate 32 and then the drill holes 74, 76, 78, 80.
Done through. The drill holes 78 are sealed by O-rings 82 and 84 at the upper and lower ends of the support plate 36. The drill holes 80 connect to air ports 86, 86 '(only port 86 is shown in FIG. 5) that supplies pressurized air to the arm tooling device 18. The air supply path to air port 86 '(FIG. 2) is similar to that described above. Similar elements shown in FIG. 2 are given the same reference numbers, followed by a dash (').
Is attached.

【0021】制御弁68を通る空気流はロボットコント
ローラ88の制御下に置かれ、このコントローラは、工
具貯蔵部24内のアームツーリング装置18に対してロ
ボット10を解除又は連結したい場合に、制御弁68を
開くと同時にロボット工具交換及びオーバーロード防止
装置15のZ方向へロボットアーム12を動かすように
ロボット駆動子90を作動させる。
The airflow through the control valve 68 is placed under the control of a robot controller 88, which controls valve 10 when it is desired to disconnect or connect the robot 10 to the arm tooling device 18 in the tool store 24. Simultaneously with opening 68, the robot driver 90 is operated so as to move the robot arm 12 in the Z direction of the robot tool change and overload prevention device 15.

【0022】図4に示すように、アームツーリング装置
18のための電気動力源91からの動力はピン接点の組
(セット)(各セットは4つのピン接点を具備する)9
2、94へ供給される。ピン接点セット92は雌型ピン
を有し、止めネジ96により上方板32内に保持されて
いる。ピン接点セット94は止めネジ98により下方板
34の適所に保持された雄型ピンを有する。ピン接点セ
ット92、94上の端子100、102はそれぞれ、電
気動力源91及びアームツーリング装置18に接続され
るようになっている。アームツーリング装置18への動
力供給はロボットコントローラ88により制御される。
As shown in FIG. 4, the power from the electrical power source 91 for the arm tooling device 18 is a set of pin contacts (each set comprises four pin contacts) 9
2, 94 are supplied. The pin contact set 92 has female pins and is held in the upper plate 32 by a set screw 96. The pin contact set 94 has male pins held in place on the lower plate 34 by setscrews 98. The terminals 100 and 102 on the pin contact sets 92 and 94 are adapted to be connected to the electric power source 91 and the arm tooling device 18, respectively. Power supply to the arm tooling device 18 is controlled by the robot controller 88.

【0023】詳細には、上述のロボットコントローラに
よるロボット10からのアームツーリング装置18の解
除動作は次の通りである。ロボット工具交換及びオーバ
ーロード防止装置15は多数の支持凹所を有する工具貯
蔵部24の選択した支持凹所22内に保持されるように
側部開口30を通して横断方向へ動かされる。この時点
で、本発明に従って工具交換器の解除動作を実行するた
めに、ロボットコントローラ88が、制御弁68を開く
と同時に、Z軸方向のみへのロボットアーム12の運動
を生じさせるようにロボット駆動子90を作動させる。
ロボットアーム12が垂直に動くと、環状チャンネル5
8へ圧力が導入される。この空気圧力は表面54の環状
セグメント60に作用し、永久磁石38と鋼製インサー
ト42との間の磁気吸引力に打ち勝つ大きさの解除力を
上方板32と下方板34との間に発生させる。従って、
ロボットアーム12は工具貯蔵部24内で装着フランジ
20により支持されたアームツーリング装置18から分
離される。この分離はロボットアーム12やロボット1
0にオーバーロードを付与することなくしかもこれらを
損傷させることなく行われる。
More specifically, the operation of releasing the arm tooling device 18 from the robot 10 by the above-described robot controller is as follows. The robot tool change and overload protection device 15 is moved transversely through the side openings 30 to be retained within selected support recesses 22 of the tool reservoir 24 having multiple support recesses. At this point, in order to perform the tool changer release operation in accordance with the present invention, the robot controller 88 opens the control valve 68 and simultaneously drives the robot to cause movement of the robot arm 12 in the Z-axis direction only. The child 90 is activated.
When the robot arm 12 moves vertically, the annular channel 5
Pressure is introduced at 8. This air pressure acts on the annular segment 60 of the surface 54 to generate a release force between the upper plate 32 and the lower plate 34 that is large enough to overcome the magnetic attraction between the permanent magnet 38 and the steel insert 42. .. Therefore,
The robot arm 12 is separated in the tool store 24 from the arm tooling device 18 supported by the mounting flange 20. This separation is performed by the robot arm 12 and the robot 1.
0 without overloading and without damaging them.

【0024】アームツーリング装置18へのロボットア
ーム12の工具交換のための接続は、上述の解除動作と
は逆の動作を行うことにより、達成される。詳細には、
永久磁石38が工具貯蔵部24から選択すべきアームツ
ーリング装置18の下方板34の鋼製インサート42に
吸引されるまで、上方板32をZ軸に沿って動かす。隣
接した表面54、56間に空気解除力が作用しないよう
に制御弁68を閉じる。上方板32と下方板34とが結
合されたら、側部開口30を通してロボット工具交換及
びオーバーロード防止装置15を横断方向へ動かしてア
ームツーリング装置18を工具貯蔵部24から取り出
し、このアームツーリング装置のための所望のロボット
制御処理手順に備える。
The connection for the tool exchange of the robot arm 12 to the arm tooling device 18 is achieved by performing an operation opposite to the above-mentioned releasing operation. In detail,
The upper plate 32 is moved along the Z axis until the permanent magnets 38 are attracted from the tool store 24 to the steel insert 42 of the lower plate 34 of the arm tooling device 18 to be selected. The control valve 68 is closed so that no air release force acts between the adjacent surfaces 54,56. Once the upper plate 32 and the lower plate 34 are joined, the robot tool change and overload protection device 15 is moved transversely through the side opening 30 to remove the arm tooling device 18 from the tool storage 24, and the arm tooling device 24 To prepare for the desired robot control processing procedure.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】断面にて示した工具貯蔵部に保持された状態で
示す本発明のロボット工具交換及びオーバーロード防止
装置の立面図である。
FIG. 1 is an elevational view of a robot tool change and overload prevention device of the present invention shown in cross section held in a tool storage.

【図2】図1の2ー2線における本発明のロボット工具
交換及びオーバーロード防止装置の断面図である。
2 is a cross-sectional view of the robot tool changing and overload preventing device of the present invention taken along line 2-2 of FIG.

【図3】図2の3ー3線における断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line 3-3 of FIG.

【図4】図1の4ー4線における断面図である。4 is a sectional view taken along line 4-4 of FIG.

【図5】図2の5ー5線における断面図である。5 is a cross-sectional view taken along line 5-5 of FIG.

【図6】図3と同様の断面図であるが、傾斜した分離位
置での状態を示す図である。
FIG. 6 is a sectional view similar to FIG. 3, but showing the condition in a tilted separation position.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 ロボット 15 ロボット工具交換及びオーバーロード防止装置 18 アームツーリング装置 32 第1板 34 第2板 38 磁石手段 44、46 傾斜表面 48 傾斜角 50 長手軸 54、56 対抗する表面 58 環状チャンネル 60 環状セグメント 62 ネジ付き入口 64 軸方向通路 66 空気供給管 68 制御弁 70 圧力源 10 Robot 15 Robot Tool Change and Overload Prevention Device 18 Arm Tooling Device 32 First Plate 34 Second Plate 38 Magnet Means 44, 46 Inclined Surface 48 Inclined Angle 50 Longitudinal Axis 54, 56 Opposing Surface 58 Annular Channel 60 Annular Segment 62 Threaded inlet 64 Axial passage 66 Air supply pipe 68 Control valve 70 Pressure source

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジヨン・コバツク アメリカ合衆国ミシガン州48087,ユーテ イカ,アリス 13649 (72)発明者 ダンテ・カタルド・ズツカーロ アメリカ合衆国ミシガン州48002,アレン トン,タブスプリング 15705 (72)発明者 フランク・ジヨセフ・クドウワ アメリカ合衆国ミシガン州48473,スワー ツ・クリーク,ウエスト・ラウンドハウス 4298,アパートメント・ナンバー 8 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Zyon Kovack, Alice, Utika, Michigan, 48087, 13649 (72) Inventor, Dante Cataldo Zutcalo, Michigan, USA, 48002, Tabspring, 15705 (72) Invention Frank Frank Joseph Kudowa Michigan, USA 48473, Swarts Creek, West Roundhouse 4298, Apartment No. 8

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ロボットに接続可能な第1板(32)
と、アームツーリング装置(18)の一端に接続可能な
第2板(34)と、前記第1板及び第2板を一緒に保持
するために磁力を発生させる磁石手段(38)とを有す
るロボット工具交換及びオーバーロード防止装置におい
て、 前記第1板及び第2板に設けられ、同第1板と同第2板
との間の磁力に打ち勝つ大きさのモーメントが同第1板
と同第2板との間に加えられたときに同第1板と同第2
板との相対枢動分離を生じさせるための枢動点を画定
し、かつ、同相対枢動分離を許容するような、深さ
(D)及び、同第1板及び同第2板を通る長手軸(5
0)に対して鋭角をなす傾斜角度(48)を有する相互
に係合する傾斜表面(44、46)と;第1板及び第2
板への任意のオーバーロードモーメントの付与とは独立
に同第1板と同第2板との間の分離を生じさせるように
同第1板と同第2板との間に解除力を与えて前記長手軸
の方向への前記第2板に関する前記第1板の運動を生じ
させるための解除手段(58ー70)と;を有すること
を特徴とするロボット工具交換及びオーバーロード防止
装置。
1. A first plate (32) connectable to a robot.
A robot having a second plate (34) connectable to one end of the arm tooling device (18) and a magnet means (38) for generating a magnetic force to hold the first plate and the second plate together. In the tool exchange and overload prevention device, a moment provided to the first plate and the second plate and having a magnitude that overcomes the magnetic force between the first plate and the second plate is the same as that of the first plate and the second plate. The first plate and the second plate when added between the plates
Through the depth (D) and the first plate and the second plate that define a pivot point for producing relative pivotal separation with the plate and allow the relative pivotal separation. Longitudinal axis (5
0) and mutually engaging sloping surfaces (44, 46) having an acute sloping angle (48); first plate and second;
A releasing force is applied between the first plate and the second plate so as to cause the separation between the first plate and the second plate independently of applying an arbitrary overload moment to the plate. And a releasing means (58-70) for causing movement of the first plate with respect to the second plate in the direction of the longitudinal axis.
【請求項2】 前記傾斜表面が、前記磁石手段を包囲す
る関係にて同磁石手段の円周方向において前記第1板
(32)上に形成した雌型凹所を画定する第1円形傾斜
表面(44)と;前記第2板(34)上に形成された第
2円形傾斜表面(46)であって、同第1円形傾斜表面
及び第2円形傾斜表面により同第1板と第2板とを一緒
に結合させるように前記雌型凹所内に位置決め可能な雄
型インサートを画定する第2円形傾斜表面と;を有する
ことを特徴とする請求項1のロボット工具交換及びオー
バーロード防止装置。
2. A first circular sloping surface that defines a female recess formed on the first plate (32) in a circumferential direction of the magnet means in a relationship surrounding the magnet means. (44); and a second circular inclined surface (46) formed on the second plate (34), wherein the first circular inclined surface and the second circular inclined surface form the first plate and the second plate. And a second circular beveled surface defining a male insert positionable within the female recess for coupling together and.
【請求項3】 前記解除手段が、前記第1板(32)及
び第2板(34)上に形成された対向する表面(54、
56)と、前記磁石手段(38)の吸引力に打ち勝つた
め同対向する表面間に圧力媒体を導く手段(58ー7
0)とを有することを特徴とする請求項1又は2のロボ
ット工具交換及びオーバーロード防止装置。
3. The releasing means comprises opposed surfaces (54, 54) formed on the first plate (32) and the second plate (34).
56) and means (58-7) for directing a pressure medium between the opposing surfaces to overcome the attractive force of the magnet means (38).
0) and the robot tool change and overload prevention device according to claim 1 or 2.
【請求項4】 前記圧力媒体を導く手段が、前記第1板
(32)内にこれを貫通して設けられ、加圧空気源(6
6ー70)に接続されるようになった空気通路(62、
64)と;前記第2板(34)内に設けられ、同第1板
及び第2板が前記磁石手段(38)により一緒に保持さ
れたときに同空気通路に連通し同第1板に対面して同第
1板に対してシールされる環状チャンネル(58、6
0)と;を有することを特徴とする請求項3のロボット
工具交換及びオーバーロード防止装置。
4. Means for guiding said pressure medium is provided in said first plate (32) therethrough and comprises a source of pressurized air (6).
6-70) to connect to the air passage (62,
64) and; provided in the second plate (34) and communicating with the same air passage when the first plate and the second plate are held together by the magnet means (38). Annular channels (58, 6) facing each other and sealed to the first plate
0) and; are included, The robot tool changing and overload preventing device according to claim 3.
【請求項5】 前記加圧空気源が、圧力源(70)と、
前記解除手段の加圧を制御するための制御弁(68)と
を有することを特徴とする請求項4の記載のロボット工
具交換及びオーバーロード防止装置。
5. The source of pressurized air comprises a pressure source (70),
The robot tool change and overload prevention device according to claim 4, further comprising a control valve (68) for controlling pressurization of the releasing means.
JP3035999A 1990-03-02 1991-03-01 Device for exchanging robot tool and preventing overload Pending JPH0569361A (en)

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